Через шесть лет после приезда герцога в Россию Анна Иоанновна настояла, чтобы Антон Ульрих и ее племянница были обручены. 

К лету 1739 года, как писал Миних, принц «в лице своем от трудов, к его авантажу касающихся, таков стал, что тем, как его до сего знали, познать трудно». 2 июля 1739 года состоялось обручение. Леди Рондо замечала, что оно было пышно обставлено. В присутствии всей знати и дипломатического корпуса австрийский посол маркиз Ботта де Адорно от имени своего императора просил руки Анны для принца Антона. Просьба была обращена к императрице Анне Иоанновне, которая тут же обручила племянницу с принцем. Леди Рондо сообщала, что на принце «был белый атласный костюм, вышитый золотом; его собственные очень длинные белокурые волосы были завиты и распущены по плечам, и я невольно подумала, что он выглядит, как жертва». 

Невеста залилась слезами, вслед за ней – императрица. Поздравить молодых застенчиво подошла и родственница принцесса Елизавета Петровна, и тоже расплакалась. Принц Антон «выглядел немного глупо среди этого потока слез». 

Венчание и свадьба состоялись на следующий день. Через год родился сын, названный в честь прадеда Иваном. Это случилось 2 августа 1740 года. Кончина Анны Иоанновны В это время императрица была уже сильно озабочена вопросом о престолонаследии, из-за того что часто болела, и потому поспешила стать крестной матерью младенца, еще раз подчеркнув его близость к своей августейшей особе. После крестин Анна Иоанновна тут же забрала младенца к себе во дворец и поместила его в покои рядом с собственной спальней. 

5 октября того же года Анна Иоанновна слегла, потеряв всякую надежду на выздоровление. И первое, что она сделала, почувствовав себя на пороге смерти, – объявила в манифесте, что Иван Антонович является великим князем с титулом Императорского Высочества и объявляется наследником российского престола. А через одиннадцать дней, чувствуя, что кончина ее совсем рядом, императрица подписала еще один манифест, которым объявляла регентом при Иване Антоновиче герцога Бирона. Не отец младенца, герцог Брауншвейгский-Люнебургский Антон Ульрих, и не мать младенца, Анна Леопольдовна, великая российская княгиня, внучка законного русского царя Ивана Алексеевича, были объявлены регентами, а курляндский выходец сомнительного происхождения, к тому же не пользовавшийся симпатиями многих сановников империи. 

Это решение было миной замедленного действия, которая вскоре сработала. Подписав манфест, Анна Иоанновна попрощалась с каждым из собравшихся у ее постели, последним удостоив Миниха. – Прощай, фельдмаршал. Простите все, – сказала она и умерла.